TN CLC khinh khí cầu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CƠ LƯU CHẤT – NHĨM 2 LỚP L09
Đề tài: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA KHINH KHÍ CẦU
GVHD: Cơ Nguyễn Thị Thạch Thảo
Sinh viên thực hiện
Họ và tên

MSSV

Nguyễn Lam Hoài

1913409

Lê Xuân Quang Hưng

2013384

Huỳnh Ngọc Khánh

1913730

Nguyễn Minh Khôi

1913841


NỘI DUNG
1. Lịch sử ra đời của khinh khí cầu
2. Định luật Acsimet

3. Nguyên lý hoạt động của khinh khí cầu
4. Ứng dụng của khinh khí cầu


1. Lịch sử ra đời của khinh khí cầu
1.1 Khinh khí cầu là gì ?
Khinh khí cầu là một phương tiện bay trên khơng và hoạt động nhờ khí nóng. Một khinh
khí cầu có đường kính trung bình khoảng 22m, dài 28m. Nó thể chứa được khối khí lên
đến 3000 và chứa được khoảng 4 người.
Độ cao trung bình mà khinh khí cầu có thể đạt được rơi vào khoảng từ 200m đến
1000m. 
Khoảng thời gian nó có thể bay trên không dao động từ 1 đến 1,5 tiếng.
1.2 Người phát minh khinh khí cầu?
Khinh khí cầu được phát minh năm 1782 bởi hai anh em Joseph Montgolfier (17401810) và Étienne Montgolfier (1745-1799).


1. Lịch sử ra đời của khinh khí cầu
1.3 Ý tưởng phát minh khinh khí cầu
Mùa đơng năm 1772, hai anh em nhà Montgolfier đang ngồi bên đống lửa sưởi ấm. Bỗng
nhiên, Étienne thấy khi lửa cháy khói chỉ bay lên cao chứ không đi xuống. Và hai anh
em đã nảy ra ý tưởng cho khói vào một chiếc túi xem nó có bay lên cao được khơng.
Hai em chuẩn bị một cái túi to rồi căng miệng túi ra để hứng khói từ ngọn lửa bốc lên.
Khi chiếc túi đầy khí căng lên như quả bóng, Étienne lấy chun buộc chặt miệng túi. Sau
đó, đưa túi ra bên ngồi và thả ra. Quả nhiên, chiếc túi bay lên cao. Hai anh em quyết
định tạo ra một khí cầu lớn có thể đưa được con người lên cao.
Ngày 4/6/1783, chuyến bay đầu tiên của hai anh em nhà Montgolfier trên khinh khí cầu
được cất cánh từ Place des Cordeliers ở Annoway. Điều đặc biệt là cùng năm đó, trên
khinh khí cầu do họ phát minh có sự xuất hiện của một con vịt, một con gà trống và một
con cừu. Sự kiện đó có sự chứng kiến của Vua Louis XVI và triều đình. Độ cao lớn nhất
mà các con vật đạt được sau khi khinh khí cầu cất cánh là 480m.

1. Lịch sử ra đời của khinh khí cầu
1.4 Các giai đoạn phát triển của khinh khí cầu sau phát minh đầu tiên
Sau bước tiến thành công này, ngày 19/10/1783 ti Folie Titon, Jean-Baptiste Rộveillon,
Jean-Franỗois Pilõtre de Rozier v Giroud de Villette đã thực hiện chuyến bay đầu tiên
bằng khinh khí cầu gắn với mặt đất bằng dây thừng.
Bên cạnh đó, ngày 4/6/1784 tại Lyon, Élisabeth đã đánh dấu một bước ngoặt mới. Bà trở
thành người phụ nữ đầu tiên bay bằng khinh khí cầu.
Khinh khí cầu dần mất đi sự phổ biến vì nó rất khó thổi phồng và cần được làm nóng
trên mặt đất nên khơng thể cất cánh chỉ với 10 phút.
Nhưng vào cuối những năm 50 của thế kỉ XX, khinh khí cầu đã trở lại với sự cải tiến
trong sản xuất vỏ bọc bằng sợi tổng hợp và làm nóng khinh khí cầu bằng khí hóa lỏng,
propan. Từ đó, khinh khí cầu được sử dụng linh hoạt và được khách du lịch yên tâm hơn
khi được thực hiện ở Mỹ và Pháp


2. Định luật Acsimet
2.1 Định nghĩa
- Là lực tác động bởi một chất lưu lên một vật thể
nhúng trong nó.
- Lực này có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất
lỏng mà vật chiếm chỗ.
2.2 Cơng thức tính lực đẩy Acsimet
.V
Trong đó:
d là trọng lượng riêng của chất lỏng
V là thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ

2. Định luật Acsimet
2.3 Trạng thái của vật trong chất lỏng được xác định
- : vật nổi lên trên
- : vật lơ lửng trong chất lỏng
- : vật chìm vào trong chất lỏng


2. Định luật Acsimet
2.4 Sự ổn định của vật chìm trong chất lỏng
- C là điểm đặt của trọng lực
- D là tâm lực đẩy Acsimet


2. Định luật Acsimet
2.5 Sự ổn định của vật nổi trong chất lỏng
- C là điểm đặt của trọng lực
- D là tâm lực đẩy Acsimet
- M là tâm định khuynh


2. Định luật Acsimet
2.5 Ứng dụng của lực đẩy Acsimet


 

3. Nguyên lý hoạt động của khinh khí cầu:


Xét 1 khinh khí cầu có thể tích chứa khí là V, trọng lượng riêng của khối khí bên trong

là , trọng lượng riêng của khơng khí là khối lượng của khinh khí cầu là G.



Theo định luật Acsimet, khinh khí cầu sẽ chịu một lực nâng do khơng khí gây ra có độ
lớn



Theo định luật II Newton, ta có:

hay

Nhận xét:
- Lực đẩy Acsimet là yếu tố giúp khinh khí cầu bay được.
- Tỉ trọng của khí bên trong khinh khí cầu phải bé hơn khơng khí.
- Thể tích của khối khí phải đủ lớn, điều này phụ thuộc vào khối
lượng của cả khinh khí cầu.


Oy


3. Nguyên lý hoạt động của khinh khí cầu:
Áp dụng: Một khinh khí cầu có thể tích chứa khí nóng là 1200 , khối lượng của khinh khí cầu
là 70kg. Hỏi khinh khí cầu có thể vận chuyển tối đa bao nhiêu hàng hóa? Biết khối lượng riêng
của khơng khí là , khối lượng riêng khí nóng là .
Giải:

Khi khinh khí cầu ổn định trên bầu trời, ta có:

Vậy, khinh khí cầu có thể vận chuyển tối đa 174 – 70 = 104 kg
hàng hóa

Oy


4. Ứng dụng của khinh khí cầu
4.1 Du lịch, lữ hành cao cấp
Du lịch bằng khinh khí cầu đang được áp dụng rất nhiều trên thế giới trong đó có Việt
Nam.
Khinh khí cầu được sử dụng nhiều trong các dịp lễ hội. Người dân có thể trải nghiệm
những chuyến bay ngắn tuy chỉ vài phút nhưng sẽ đem lại cảm giác rất mới lạ.
Sau khi nghiên cứu và phất triển, lần đầu tiên tại Việt Nam xuất hiện loại hình du lịch
trên khơng bằng khinh khí cầu ngay tại thành phố biển Phan Thiết. Giờ đây, du khách có
thể trải nghiệm loại hình du lịch này vào bất cứ thời điểm nào trong năm,  khơng cịn
phải trơng chờ những lễ hội khinh khí cầu tổ chức ở Việt Nam như trước đây nữa.


4. Ứng dụng của khinh khí cầu
4.2 Vận tải hàng hóa
Khí cầu là sự kết hợp hài hịa giữa nhiều phương tiện vận chuyển khác nhau
Dự án MAAT hiện đang có 8 quốc gia thuộc dự án. Hiện cả nhóm nghiên cứu đang
hướng tới chế tạo khinh khí cầu có khả năng di chuyển toàn cầu theo các tuyến đường
nhất định, Có thể kết nối được với các phương tiện bay nhỏ chở người và hàng hóa trong
lúc di chuyển
“Trong tương lai, những chiếc khinh khí cầu sẽ trở thành một phần thiết yếu của việc di
chuyển trên không, nếu giải quyết được những vấn đề liên quan trọng lượng và sức tiêu
thụ nhiên liệu, một kỷ nguyên giao thông trên không mới sẽ bắt đầu”.

4. Ứng dụng của khinh khí cầu
4.3 Hoạt động tìm kiếm và cứu trợ
Với lợi thế bay trên không, vùng quan sát rất rộng và dễ di chuyển. Con người đã dùng
Khinh khí cầu để tìm kiếm và cứu trợ những người gặp nạn một cách dễ dàng hơn.
4.4 Nghiên cứu khoa học
Một thí nghiệm thực hiện với khinh khí cầu trong không gian gần Trái Đất do các nhà
khoa học Trung Quốc thiết kế đang mở ra hướng đi hiệu quả hơn trong việc nghiên cứu
sự sống ngoài Trái Đất.


Tài liệu tham khảo
1. PGS. TS. Lê Song Giang, Bài giảng Cơ lưu chất, Trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ
Chí Minh.
2. Minh Khơi, Khinh khí cầu hoạt động như thế nào?, Báo Dân trí, truy cập từ
/>3. Kim Dung, Lịch sử phương tiện “biết bay” đầu tiên của nhân loại, Công an nhân
dân, truy cập từ />4. Phương Lan, Lần đầu tiên ở Việt Nam có du lịch trên khơng bằng khinh khí cầu, Báo
Tin Tức, truy cập từ />